Sistemes encastats en temps real

Resum En l’actualitat, els sistemes electrònics de processament de dades són cada cop més significatius dins del sector industrial. Són moltes les necessitats que sorgeixen en el món dels sistemes d’autentificació, de l’electrònica aeronàutica, d’equips d’emmagatzemament de dades, de telecomunicacions, etc. Aquestes necessitats tecnològiques exigeixen ser controlades per un sistema fiable, robust, totalment dependent amb els esdeveniments externs i que compleixi correctament les restriccions temporals imposades per tal de que realitzi el seu propòsit d’una manera eficient. Aquí és on entren en joc els sistemes encastats en temps real, els quals ofereixen una gran fiabilitat, disponibilitat, una ràpida resposta als esdeveniments externs del sistema, una alta garantia de funcionament i una àmplia possibilitat d’aplicacions. Aquest projecte està pensat per a fer una introducció al món dels sistemes encastats, com també explicar el funcionament del sistema operatiu en temps real FreeRTOS; el qual utilitza com a mètode de programació l’ús de tasques independents entre elles. Donarem una visió de les seves característiques de funcionament, com organitza tasques mitjançant un scheduler i uns exemples per a poder dissenyar-hi aplicacions.

Disseny, implementació i avaluació d'un joc tangible basat en puzles per a l'aprenentatge d'arquitectura d'ordinadors

Actualment existeix una falta d'interès per part dels estudiants a l'àrea de les enginyeries en Tecnologies de la Informació i la Comunicació (TIC) que es pot veure reflectida en el descens de les matriculacions universitàries en aquest àmbit. Aquest fet està relacionat amb que la nova generació d‟estudiants està constantment en contacte amb tota mena d'aparells tecnològics estimulants i a l‟hora de l‟estudi poden sofrir una falta d‟interès per l‟ús d‟una metodologia d'aprenentatge més tradicional. En aquest sentit s'ha investigat que l‟ús de jocs com a eina educativa pot ser una bona solució per afrontar aquesta falta d'interès. No obstant això, actualment no existeixen gaires jocs destinats a aprendre conceptes relacionats amb les enginyeries TIC i que proporcionin als estudiants els mecanismes d'ajuda necessaris per donar-los suport durant l'aprenentatge d‟aquests nous conceptes. En aquest projecte es desenvoluparà un joc educatiu per a estudiants amb l‟objectiu de proporcionar uns primers coneixements sobre les TIC. Per una banda, per al disseny del joc s‟utilitzarà un model conceptual que defineix els elements necessaris per a dissenyar jocs basats en resoldre puzles. A més, aquest model conceptual permet el disseny no només de jocs per a PCs, sinó també de jocs tangibles i exploratius (mitjançant tecnologia mòbil). En el nostre cas, ens centrarem en la implementació d‟un joc tangible. Per altra banda, pel que fa a la implementació, tindrem en compte l‟estàndard educatiu d‟IMS Learning Design, demostrant d‟aquesta manera que aquest tipus de jocs es poden beneficiar dels avantatges que aporten els estàndards educatius. Per tant, en aquest PFC es dissenyarà i implementarà un joc tangible basat en puzles dintre de l‟àrea d‟arquitectura d‟ordinadors. El joc constarà de tres mini-jocs que es presentaran com jocs de realitat augmentada amb el suport d‟un ordinador i unes peces físiques amb les que interactuaran els usuaris. El sistema proporcionarà un sistema d‟ajuda i un sistema de puntuació. Per últim, avaluarem el joc en un centre escolar amb estudiants de 4t d‟ESO amb la finalitat d'analitzar les valoracions dels estudiants respecte el joc i les pistes proporcionades.

Desarrollo CUDA en Java y Python

Análisis de desarrollo paralelo CUDA en lenguajes Java y Python, utilizando JCuda, RootBeer, PyCuda y Anaconda Accelerate.

Implantació de la metodologia àgil SCRUM en el manteniment de sistemes CRM

L'objectiu d'aquest projecte és definir una metodologia de treball àgil en el manteniment de sistemes CRM basada en la metodologia de desenvolupament de software SCRUM. A partir de l'estudi d'aquesta metodologia i de la definició dels processos de manteniment d'un sistema CRM, el projecte adapta aquests processos i proposa una nova metodologia que millorarà el rendiment, l'eficiència i la satisfacció tant dels equips de treball que participen en l'execució d’aquests processos com dels clients finals.

Hadoop : processament distribuït de gran volum de dades en el núvol d'Apache

Avui en dia es genera un volum increïble de dades de diferents tipus i que provenen de multitud d'orígens. Els sistemes d'emmagatzematge i processament distribuït són els elements tecnològics que fan possible capturar aquest allau de dades i permeten donar-ne un valor a través d'anàlisis diversos. Hadoop, que integra un sistema d'emmagatzematge i processament distribuïts, s'ha convertit en l'estàndard de-facto per a aplicacions que necessiten una gran capacitat d'emmagatzematge, inclús de l'ordre de desenes de PBs. En aquest treball farem un estudi de Hadoop, analitzarem l'eficiència del seu sistema de durabilitat i en proposarem una alternativa.

Interacció humana amb els ordinadors : Disseny centrat en l'usuari i usabilitat en entorns tàctils

En aquest treball de final de carrera explico els conceptes principals dels dispositius tàctils, les seves tecnologies i el disseny centrat en l'usuari (DCU), per tal de poder comprendre com funcionen aquests dispositius i la seva metodologia d'ús.

Sistemes encastats en temps real

En l’actualitat, els sistemes electrònics de processament de dades són cada cop més significatius dins del sector industrial. Són moltes les necessitats que sorgeixen en el món dels sistemes d’autentificació, de l’electrònica aeronàutica, d’equips d’emmagatzemament de dades, de telecomunicacions, etc. Aquestes necessitats tecnològiques exigeixen ser controlades per un sistema fiable, robust, totalment dependent amb els esdeveniments externs i que compleixi correctament les restriccions temporals imposades per tal de que realitzi el seu propòsit d’una manera eficient. Aquí és on entren en joc els sistemes encastats en temps real, els quals ofereixen una gran fiabilitat, disponibilitat, una ràpida resposta als esdeveniments externs del sistema, una alta garantia de funcionament i una àmplia possibilitat d’aplicacions. Aquest projecte està pensat per a fer una introducció al món dels sistemes encastats, com també explicar el funcionament del sistema operatiu en temps real FreeRTOS; el qual utilitza com a mètode de programació l’ús de tasques independents entre elles. Donarem una visió de les seves característiques de funcionament, com organitza tasques mitjançant un scheduler i uns exemples per a poder dissenyar-hi aplicacions.

Immersió guiada en el maquinari dels ordinadors. 'Inmersión guiada en el hardware de los ordenadores'.

Resumen tomado de la publicación. Se adjuntan actividades de consolidación de los contenidos del curso. Incluye imágenes

Utilitat de l'aplicació dels ordinadors en la recuperació lecto-escriptora. ' Utilidad de la aplicación de los ordenadores en la recuperación lecto-escritora'.

Estudiar la aplicación de los ordenadores como posible solución al desfase en el proceso de aprendizaje lecto-escritor en el aula escolar. Determinar las estrategias a seguir para minimizar los obstáculos organizativos derivados de la aplicación concreta de las herramientas informáticas. La muestra la componían 17 alumnos de 5 años y de primer curso de enseñanza primaria de la escuela Sadako de Barcelona, los cuales presentaban un desfase claro en el ritmo de aprendizaje lecto-escritor con respecto del grupo clase. La investigación se articula en tres bloques. En el primero se analizan las posibilidades que el sector informático ofrece al campo de la educación, tanto a nivel de hardware como de software, así como la aplicación del ordenador a la enseñanza, estudiándose las posibilidades de la herramienta informática en base a su efecto sobre: la organización de la clase, la labor de maestro, la relación maestro-alumno, la relación alumno-aprendizaje, y en base a los efectos producidos sobre el sujeto, tanto a nivel actitudinal, socializador y cognoscitivo. El segundo bloque analiza las dificultades de aprendizaje de los individuos que, en relación con grupo clase, el autor denomina desfasados, haciéndose especial hincapié en las dificultades de aprendizaje lecto-escritor. Se analizan 17 casos y se establecen 4 tipologías de desfase en base a su causa: problemas familiares, inmadurez cronológica, madurez retardada y handicap fisiológico. El tercer bloque, de corte experimental, aplica el programa desarrollado ad-hoc 'bola de cuc' a los 17 casos, evaluándose los resultados. Se añade un estudio sobre la aplicación de las herramientas informáticas en la enseñanza de la lecto-escritura en 5 centros de enseñanza primaria catalanes de titularidad pública y privada (escola Thau, escola Nabi, escola Solc, escola pública Jacint Verdaguer y escola pública Guinardó).. Programa informático ad-hoc 'bola de cuc'.. El trabajo con el ordenador ha reducido en general los problemas de atención y de poca eficacia.. El programa 'bola de cuc' parece ser efectivo en la mejora del aprendizaje lecto-escritor, permitiendo detectar problemas grafo-motrices, de relación sonido-grafía, de percepción, de lectura comprensiva y de escritura. Se sugiere a nivel prospectivo, la introducción del programa en el utillaje habitual del maestro de primaria, sugiriéndose investigaciones posteriores para evaluar más extensivamente la utilidad del instrumento informático..

Processament de textos en l'entorn Windows (1). 'Procesamiento de textos en el entrono Windows (1)'.

Este documento no está publicado

Sistema informàtic de gestió, processament i anàlisi d'imatges confocals per a l'ajuda en la diagnosi del càncer de pell

El càncer de pell es considera un dels tipus de càncer més freqüents actualment, entre d'altres factors degut a l'augment en l'exposició a la radiació ultraviolada (UV). Recentment la utilització de la Microscòpia Confocal (MCF) per a l'avaluació i diagnosi del càncer de pell ha rebut un important interès. El principal avantatge és la capacitat de visualitzar en temps real la regió d'interès a nivell cel·lular, similar a la informació obtinguda en una biòpsia, sense el patiment que suposa per al pacient. El principal inconvenient però, és que les imatges obtingudes amb MCF són difícils d'interpretar per als metges en el format actual (conjunt de talls 2D a diferents profunditats de la pell). El microscopi confocal és una de les tècniques més actuals de diagnòstic, i s'ha establert com a una eina per obtenir imatges d'alta resolució i reconstruccions 3-D d'una gran varietat de mostres biològiques. És capaç d'escombrar diferents plans en l'eix Z, obtenint imatges 2D de diferent profunditat juntament amb la informació dels paràmetres de captura (com ara la profunditat, potència del làser, posicionament en x,y,z, etc). Mitjançant eines informàtiques es pot integrar aquesta informació en un model 3D de la regió d'interès. L'objectiu principal d'aquest projecte és el desenvolupament d'una eina per a l'ajuda en la interpretació de les imatges MCF i així poder millorar el diagnosi del càncer de pell

FTCS finite difference scheme GPGPU parallel computing for the heat conduction equation = Programación en paralelo GPGPU del método en diferencias finitas FTCS para la ecuación del calor

En el presente artículo se muestran las ventajas de la programación en paralelo resolviendo numéricamente la ecuación del calor en dos dimensiones a través del método de diferencias finitas explícito centrado en el espacio FTCS. De las conclusiones de este trabajo se pone de manifiesto la importancia de la programación en paralelo para tratar problemas grandes, en los que se requiere un elevado número de cálculos, para los cuales la programación secuencial resulta impracticable por el elevado tiempo de ejecución. En la primera sección se describe brevemente los conceptos básicos de programación en paralelo. Seguidamente se resume el método de diferencias finitas explícito centrado en el espacio FTCS aplicado a la ecuación parabólica del calor. Seguidamente se describe el problema de condiciones de contorno y valores iniciales específico al que se va a aplicar el método de diferencias finitas FTCS, proporcionando pseudocódigos de una implementación secuencial y dos implementaciones en paralelo. Finalmente tras la discusión de los resultados se presentan algunas conclusiones. In this paper the advantages of parallel computing are shown by solving the heat conduction equation in two dimensions with the forward in time central in space (FTCS) finite difference method. Two different levels of parallelization are consider and compared with traditional serial procedures. We show in this work the importance of parallel computing when dealing with large problems that are impractical or impossible to solve them with a serial computing procedure. In the first section a summary of parallel computing approach is presented. Subsequently, the forward in time central in space (FTCS) finite difference method for the heat conduction equation is outline, describing how the heat flow equation is derived in two dimensions and the particularities of the finite difference numerical technique considered. Then, a specific initial boundary value problem is solved by the FTCS finite difference method and serial and parallel pseudo codes are provided. Finally after results are discussed some conclusions are presented.

Aceleración de Algoritmos en Procesadores Multicore, GPGPU y FPGA. Algorithm Acceleration with Multicore, GPGPU and FPGA Processors.

El avance en la potencia de cómputo en nuestros días viene dado por la paralelización del procesamiento, dadas las características que disponen las nuevas arquitecturas de hardware. Utilizar convenientemente este hardware impacta en la aceleración de los algoritmos en ejecución (programas). Sin embargo, convertir de forma adecuada el algoritmo en su forma paralela es complejo, y a su vez, esta forma, es específica para cada tipo de hardware paralelo. En la actualidad los procesadores de uso general más comunes son los multicore, procesadores paralelos, también denominados Symmetric Multi-Processors (SMP). Hoy en día es difícil hallar un procesador para computadoras de escritorio que no tengan algún tipo de paralelismo del caracterizado por los SMP, siendo la tendencia de desarrollo, que cada día nos encontremos con procesadores con mayor numero de cores disponibles. Por otro lado, los dispositivos de procesamiento de video (Graphics Processor Units - GPU), a su vez, han ido desarrollando su potencia de cómputo por medio de disponer de múltiples unidades de procesamiento dentro de su composición electrónica, a tal punto que en la actualidad no es difícil encontrar placas de GPU con capacidad de 200 a 400 hilos de procesamiento paralelo. Estos procesadores son muy veloces y específicos para la tarea que fueron desarrollados, principalmente el procesamiento de video. Sin embargo, como este tipo de procesadores tiene muchos puntos en común con el procesamiento científico, estos dispositivos han ido reorientándose con el nombre de General Processing Graphics Processor Unit (GPGPU). A diferencia de los procesadores SMP señalados anteriormente, las GPGPU no son de propósito general y tienen sus complicaciones para uso general debido al límite en la cantidad de memoria que cada placa puede disponer y al tipo de procesamiento paralelo que debe realizar para poder ser productiva su utilización. Los dispositivos de lógica programable, FPGA, son dispositivos capaces de realizar grandes cantidades de operaciones en paralelo, por lo que pueden ser usados para la implementación de algoritmos específicos, aprovechando el paralelismo que estas ofrecen. Su inconveniente viene derivado de la complejidad para la programación y el testing del algoritmo instanciado en el dispositivo. Ante esta diversidad de procesadores paralelos, el objetivo de nuestro trabajo está enfocado en analizar las características especificas que cada uno de estos tienen, y su impacto en la estructura de los algoritmos para que su utilización pueda obtener rendimientos de procesamiento acordes al número de recursos utilizados y combinarlos de forma tal que su complementación sea benéfica. Específicamente, partiendo desde las características del hardware, determinar las propiedades que el algoritmo paralelo debe tener para poder ser acelerado. Las características de los algoritmos paralelos determinará a su vez cuál de estos nuevos tipos de hardware son los mas adecuados para su instanciación. En particular serán tenidos en cuenta el nivel de dependencia de datos, la necesidad de realizar sincronizaciones durante el procesamiento paralelo, el tamaño de datos a procesar y la complejidad de la programación paralela en cada tipo de hardware. Today´s advances in high-performance computing are driven by parallel processing capabilities of available hardware architectures. These architectures enable the acceleration of algorithms when thes ealgorithms are properly parallelized and exploit the specific processing power of the underneath architecture. Most current processors are targeted for general pruposes and integrate several processor cores on a single chip, resulting in what is known as a Symmetric Multiprocessing (SMP) unit. Nowadays even desktop computers make use of multicore processors. Meanwhile, the industry trend is to increase the number of integrated rocessor cores as technology matures. On the other hand, Graphics Processor Units (GPU), originally designed to handle only video processing, have emerged as interesting alternatives to implement algorithm acceleration. Current available GPUs are able to implement from 200 to 400 threads for parallel processing. Scientific computing can be implemented in these hardware thanks to the programability of new GPUs that have been denoted as General Processing Graphics Processor Units (GPGPU).However, GPGPU offer little memory with respect to that available for general-prupose processors; thus, the implementation of algorithms need to be addressed carefully. Finally, Field Programmable Gate Arrays (FPGA) are programmable devices which can implement hardware logic with low latency, high parallelism and deep pipelines. Thes devices can be used to implement specific algorithms that need to run at very high speeds. However, their programmability is harder that software approaches and debugging is typically time-consuming. In this context where several alternatives for speeding up algorithms are available, our work aims at determining the main features of thes architectures and developing the required know-how to accelerate algorithm execution on them. We look at identifying those algorithms that may fit better on a given architecture as well as compleme

User-friendly parallel computations with econometric examples

This paper shows how a high level matrix programming language may be used to perform Monte Carlo simulation, bootstrapping, estimation by maximum likelihood and GMM, and kernel regression in parallel on symmetric multiprocessor computers or clusters of workstations. The implementation of parallelization is done in a way such that an investigator may use the programs without any knowledge of parallel programming. A bootable CD that allows rapid creation of a cluster for parallel computing is introduced. Examples show that parallelization can lead to important reductions in computational time. Detailed discussion of how the Monte Carlo problem was parallelized is included as an example for learning to write parallel programs for Octave.

ParallelKnoppix - Rapid deployment of a linux cluster for MPI parallel processing using non-dedicated computers

This note describes ParallelKnoppix, a bootable CD that allows creation of a Linux cluster in very little time. An experienced user can create a cluster ready to execute MPI programs in less than 10 minutes. The computers used may be heterogeneous machines, of the IA-32 architecture. When the cluster is shut down, all machines except one are in their original state, and the last can be returned to its original state by deleting a directory. The system thus provides a means of using non-dedicated computers to create a cluster. An example session is documented.